高效永磁电机涡流损耗模型的研究

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摘要：永磁同步电机结构相对简单,其最具代表性的优势为高功率密度和高效率。但受制于永磁体涡流损耗等原因，其性能受到了极大制约。本文通过较先进的有限元软件对耗损的原因进行了仿真分析，并对得到的波形进行了定性的剖析，初步探讨出了永磁体内涡流损耗受不同的极槽配置和转子磁路构造以及供电源等要素的影响。43066

毕业论文关键词：永磁电机；涡流损耗；有限元法

High Efficiency Permanent Magnet Motor Eddy Current Loss Model

Abstract: Permanent magnet synchronous motor structure is relatively simple, the most representative advantages as high power density and high efficiency. But subject to permanent magnet eddy current loss and other reasons, its performance has been greatly restricted. In this article, through the advanced finite element software has carried on the simulation analysis to the cause of the loss, and has carried on the qualitative analysis to get the waveform, the preliminary discussion on the permanent magnet eddy current loss in the body by different slot allocation and rotor magnetic circuit structure and the influence of factors such as power sources.

Key Words: Permanent magnet motor；Eddy current loss；The finite element method

摘要 1

引言 1

1. 概述 2

1.1 高效永磁电机研究现状 2

1.2 涡流损耗的研究现状 2

2. 永磁电机电磁场的基本理论依据 2

2.1 永磁电机涡流损耗产生机理 2

2.2 电机电磁场的数理基础 2

2.3 边界条件的类型及处理方法 3

3. 永磁电机涡流损耗的有限元分析方法 4

3.1 二维瞬态场分析的特点及其数学模型的创立 4

3.2 永磁电机永磁体内瞬态涡流场的求解 6

3.2.1 求电机电磁场问题的数学方法 6

3.2.2 分析涡流场的具体方法 7

3.3 有限元法的实施 7

4. 永磁体涡流损耗有限元仿真计算与分析 8

4.1 分析转子永磁涡流耗损 9

4.2 仿真计算与分析之永磁体空载涡流耗损 9

4.3 仿真计算与分析之永磁体负载涡流耗损 11

4.4 不同极槽配合永磁体涡流耗损仿真对比分析 13

5. 总结与展望 16

参考文献 17

致谢 18

高效永磁电机涡流损耗模型的研究引言

在举目望向满目疮痍的地球时，海内外各界人士纷纷呼吁节约资源以保护环境。尽管为应对挑战政府和人民作出了巨大努力，但节能环保问题依然十分严峻。中国电工协会指出：工业电机大约耗费35％的全球总能量支出，但隐匿在整个动力系统和运用程序上的节能却可达29％～59％。中国能源局2010年4月工作陈诉称，将电动机效率与变频调速有效融合能节省大略6.9％左右的电能，大概1/4～1/3是由优化电机效率来获得，其他则通过优化系统。当下，美国、俄罗斯、韩国等较发达国家已将探讨重心转移到了电机效率问题上，中国仍处于初级阶段。在高速发展的全球能源需求和潜在的能源危机下*751^文-论;文~网www.751com.cn，缩小能量耗费，使电机的工作效率进步，对于能源节约、减少环境问题、保护自然平衡等具有重要寓义。